如果f(x)在某个区间I内满足:对任意的x1,x2∈I,都有
(Ⅰ)证明:当a>0时,f(x)在(0,+∞)上为下凸函数; (Ⅱ)若f'(x)为f(x)的导函数,且x∈[
|
(Ⅰ)任取x1,x2∈(0,+∞),则
[f(x1)+f(x2)]=1 2
[1 2
-alnx1+1 x1
-alnx2]=1 x2
-alnx1+x2 2x1x2
,…(2分)x1x2
f(
)=x1+x2 2
-aln2 x1+x2
,…(3分)x1+x2 2
∵x12+x22≥2x1x2,∴(x1+x2)2≥4x1x2,
又x1>0,x2>0,
≥x1+x2 2x1x2
,…(5分)2 x1+x2
又
≥x1+x2 2
,a>0,x1x2
∴-aln
≥alnx1x2
,x1+x2 2
即
[f(x1)+f(x2)]≥f(1 2
).x1+x2 2
∴f(x)为(0,+∞)上的下凸函数…(7分)
答:f(x)为(0,+∞)上的下凸函数
(Ⅱ)先对所给的函数求导得到f′(x)=-
-1 x2
,…(9分)a x
∵|f′(x)|<1,即|
+1 x2
|<1,a x
∴-(x+
)<a<x-1 x
,…(11分)1 x
∵x∈[
,2]时,|f′(x)|<1恒成立,1 2
设g(x)=-(x+
),h(x)=x-1 x 1 x
则有gmax(x)<a<hmin(x),
又g(x)=-(x+
)在[1 x
,1]上为增函数,在[1,2]上为减函数1 2
∴gmax(x)=g(1)=-2…(12分),
而h(x)=x-
在[1 x
,2]上为增函数,1 2
∴hmin(x)=h(
)=-1 2
…(13分)3 2
∴a∈(-2,-
)…(14分)3 2
答:实数a的取值范围是(-2,-
)3 2